Factors affecting the residual shear strength of marls

Transcript

1 Παράγοντες που επηρεάζουν την παραμένουσα διατμητική αντοχή των μαρyών Factors affecting the residual shear strength of marls Ν. ΚΑΛΤΕΖΙΩΤΗΣω, Γ. ΤΣΙΑΜΠΑΟΣι 1ι (1) Τμήμα Γεωτεχνικής Μηχανικής, ΚΕΔΕ, ΥΠΕΧΩΔΕ ΠΕΡΙΛΒΨΒ: OL νεογενεις μαργαlκοι σχηματlσμοι του ΕλληνLκού χώρου έχουν μεγάλη εξάπλωση καl παρουσlάζουν μεγάλο γεωτεχνlκό ενδlαφtρον κυριως γlα έργα οδοποllας. Στο άρθρο αυτό προσδlοριστηκε η παραμένουσα δlατμητlκή αντοχή μαργών δlαφόρων περlοχών με τη χρήση συσκευής δακτυλlοεlδούς δlάτμησης καl μελετήθηκε η επιπτωση της ορυκτολογlκής σύστασης, κοκκομετρlκής δlαβάθμlσης καl των οριων Atterberg στην παραμένουσα γωνια τρlβής. ABSTRACT: The neogene marly formations are widely distributed in the Greek territory and present great interest from a geotechnical point of view, especially for road works.in this paper, the residual shear strength characteristics of marls from different areas was determined using a ring shear apparatus and the effects of the mineralogical composition, grain size and Atterberg limits on the residual angle of friction were studied. ΕΙΣΑΙΏΓΗ OL μάργες του ΕλληνLκού χώρου παρουσlάζουν μεγάλο ενδlα~ρον από γεωτεχνlκή άποψη κυριως λόγω της δlακύμανσης των φυσlκών καl μηχανlκών χαρακτηρlστlκών τους καl των LδLαLτεροτήτων της συμπερlφοpάς τους στα τεχνlκά έργα. OL μάργες αυτές ανήκουν κυριως στα Νεογενή Lζήματα, ειναl θαλάσσlας ή λlμναιας προέλευσης καl ο βαθμός δlαγένεσής τους ποlκlλλ εl σημαντlκά με αποτέλεσμα να καλύπτουν από πλευράς συνεκτlκότητας καl λlθοποιησης την κλιμακα των μέτρlων-σκληpών εδαφών μέχρl τους βραχώδεlς σχηματlσμούς χαμηλής αντοχής. ΕLναL λlγότερο συμπαγεις από τους μαργαlκούς ασβεστολlθους καl λlγότερο πλαστlκές ωπό τlς αργιλους. ΕιναL γενlκά εύθρυπτες καl πολλές φορές ψαθυρές σε ξηρή κατάσταση, έχουν όψη ωχρή, γεώδη, παρουσlάζουν λιγο-πολύ κογχώδη θραυσμό καl το χρώμα τους μπορει να ειναl υπόλευκο, λευκοκιtρlνο, καστανοκιτρlνο, τεφρό, τεφροκύανο ή τεφροπράσlνο (ΤσLαμπάος, 1988). ΠαρουσLάζονταL κυριως σαν μιγματα ασβεστολ L θlκού καl κλαστlκού αργlλlκού υλlκού, (ποσοστό caco %, γlα τlς κανονlκές μάργες) αλλά περlέχουν επισης και σημαντικό ποσοστό κόκκων άλλων πετρογενετικών ορυκτών. Το λεπτόκοκκο υλlκό, που προέρχεταl από την τρlβή καl κρούση προυπαρχόντων πετρωμάτων (rock -flour), αποτελειταl από κόκκους χαλαζια, αστριων, μαργαρυγια, αμφlβόλων κλπ. ενώ συχνά μεγάλο ειναl καl το ποσρστό των ζωlκών καl φυτlκών υπολεlμμάτων καl των οξεlδlων του σlδήρου (Barth et al., 1939; Pettijohn, 1975). 51

2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΉ ΤΩΝ ΜΑΡΓΩΝ Προέλευση Τα δειyματα των μαργών που εξετάστηκαν προέρχονταl από δlάφορες περlοχές του ΕλληνLκού χώρου καl συγκεκρlμένα από την ΑττLκή (Ακταια, Μεν tδl), Πάτρα, ΚεφαλλονLά, ΚορLνθια (Ισθμός Κορινθου, Σολωμός), ΕύβοLα (ΑLδηψός, ΜαρούλL) καl Κρήτη (ΗράκλεLο). ΕtναL ειτε λlμναιας προέλευσης (Ακταια, Σολωμός, ΜενιδL, ΜαρούλL), ειτε θαλάσσlας (Πάτρα, ΗράκλεLο), ή ακόμα μlκτού περlβάλλοντος (Ισθμός Κορινθου). Στα περlσσότερα των δεlyμάτων ειναl προφανής η παρουσια υπολεlμμάτων ζωικής ή φυτlκής προέλευσης καl κυριως θραυσμάτων απολlθ<.jμένων οστράκων, ασβεστlτlκής σύστασης. OL μάργες αυτές καταλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεlς, έχουν σημαντlκό πάχος (μερlκών εκατοντάδων μέτρων, σε πολλές περlπτ.ώσεlς) καl εναλλάσσονταl με άλλους κλαστlκούς σχηματlσμούς όπως ψαμμιτες καl κροκαλοπαγή, ενώ στlς λlμναιες μάργες παρεμβάλλονταl καl στρώματα λlγνtτη. οpυκτολοylκό σύσταση Σε δειyματα των μαργών που εξετάστηκαν, προσδlοριστηκε η ορυκτολογlκή το~ς σύσταση με τη μέθοδο της περιθλασης των ακτινων Χ, ενώ το ποσοστό του περlεχομένου ανθρακlκού ασβεστιου προσδlοριστηκε καl με χημlκή ανάλυση. Τα μη αpγlλlκά ορυκτά που προσδlοριστηκαν ήταν κυριως ασβεστιτης (Caco 3 ) καl χαλαζιας (Si0 2 ) καl σε μlκρότερα ποσοστά πλαγlόκλαστα καl μαργαρυγιες. Τα αργlλlκά ορυκτά ήταν κυριως Lλλιτης, μοντμορlλλονιτης, χλωριτης καl καολlν~της. Στον πινακα 1 δινονταl τα ποσοστά caco 3, sio 2, καl αpγlλlκών ορυκτών που προσδlοριστηκαν στα δειyματα των μαργών. οπως φαινεταl από τον πινακα, το ποσοστό του caco 3 κυμαινεταl από 10-73%, του χαλαζια 5-27% καl των αpγ L λlκών ορυκτών 7-78%. Το ποσοστό της οργανlκής ύλης που προσδlοριστηκε κυριως στlς σκουρόχρωμες μάργες δεν ξεπερνούσε το 5%. Με βάση το ποσοστό του caco 3 ol μάργες που εξετάστηκαν ανήκουν από την κατηγορια των μαργαtκών αργιλων (5-l5% caco 3 ) μέχρl αυτή των ασβεστολlθlκών μαργών (65-75% caco 3 ). Ποσοστό αpνlλlκού κλάσματος - QρLα Atterberg Με βάση τα αποτελέσματα της κοκκομετρlκής ανάλυσης των δεlyμάτων, έγlνε προσδlορlσμός του ποσοστού του αργlλlκού κλάσματος (<2μ). οπως φαινεταl στον πινακα 1, το ποσοστό αυτό κυμαινεταl γlα τα δlάφορα δειyματα των μαργών από 8%-58%, ενώ σημαντlκή δlακύμανση παρατηρειταl καl γlα δειyματα της tδlας περlοχής. ΑξLοσημειωτο ειναl το γεγονός της δlαφοράς που υπάρχεl μεταξύ των τlμών του αργlλlκού κλάσματος καl του ποσοστού των αργlλlκών ορυκτών, όπως προσδlοριεπηκε ορυκτολογlκά. Σε άλλες περlπτώσεlς το ποσοστό του αργlλlκού κλάσματος ειναl μεγαλύτερο του ποσοστού των αργlλlκών ορυκτών, γεγονός που σημαινεl ότl στο λεπτόκοκκο κλάσμα (<2μ) συμμετέχουν καl κόκκοl ασβεστιτη καl χαλαζια (μάργες Ισθμού κορινθου, Ηρακλειου), ενώ σε άλλες περlπτώσεlς συμβαινεl το αντιθετο, καl αυτό αποδιδεταl στη συσσωμάτωση καl συγκόλληση του λεπτόκοκκου υλlκού (μάργες ΜενLδtου, Ακταιας, Ηρακλειου). Σε ορlσμένες περlπτώσεlς (μάργες ΚεφαλλονLάς, Ηρακλειου, Πάτρας), τα ποσοστά του αpγlλlκού κλάσματος καl των αργlλlκών ορυκτών έχουν τlς tδlες περιπου τlμές, χωρ ις βέβαlα αυτό να σημαινεl ότl δεν συμβαινουν ταυτόχρονα η συσσωμάτωση του λεπτόκοκκου υλlκού καl η. ύπαρξη μlκροκρυσταλλlκού υλlκού ασβεστιτη καl χαλαζια. Σε ότl αφορά τα όρlα Atterberg, το όρlο υδαρότητας των δεlyμάτων κυμαινεταl από 26.8 μέχρl 89.Ο καl ο δεικτης πλαστlκότητας από 10.5 μέχρl 33. Ο. Οπως έχεl προσδlορlστει από προηγούμενες έρευνες υπάρχεl άμεση. συσχέτlση του ποσοστού του ανθρακlκού ασβεστιου καl των οριων Atterberg γlα ~Lς μάρyες του Ηρακλειου (Huergo et al., 1987; ΤσLαμπάος, 1988), χωρις βέβαlα OL ίδlες συσχετισεlς να μπορούν να επεκταθούν καl γlα άλλες μάργες του ΕλληνLκού χώρου. 52

3 πινακας 1. Φυσι.κά χαρακτ:ηρι.στ:ι.κά και. παραμtνουσα γwνια τρι.βj1ς μαργών Ί φ'r 1 Ιπροtλευση Mάργaςlcaco 3 Ιsio 2 ΙΑρvι.λοςΙ< 2μJ WL 1 Ip 1 Γι.ο ορθό φορτ:ιο % t % 1 % 1 % 1 % 1 % 150 kpall50kpa l400kpal Ιπάτ:ρα 30.Ο Ο 42.Ο Ο 15.Ο ο Ο IΜενιδι. Ατ:τ:ι.κJ1ς 10.Ο Ο 30.Ο Ο Ο 1 10.Ο Ο 30.Ο ικεφαλλονι.ά 10.Ο 10.Ο 37.Ο 30.Ο Ο Ο 25.Ο 35.Ο 34.Ο Ο 24.6 Ακτ:αια Ατ:τ:ι.κJ1ς 25.Ο 10.Ο 65.Ο 24.Ο lo.o 10.Ο 78. Ο 26.Ο Ο Ο 10.Ο 63.Ο 30.Ο Ισθμός Κορινθου 56. Ο 24. Ο 1 4.Ο Ο Ο 13.Ο Ο Ηράκλει.ο ΚρJ1τ:ης Ο 20.Ο 36.Ο Ο 26.Ο 28.Ο 28.Ο Ο 20.Ο 42.Ο 25.Ο Ο Ο 26.Ο 39.Ο 17.Ο 77.Ο 36.Ο 32.Ο Ο 13.Ο Ο Ο Ο 25.Ο 25.Ο 27.Ο Ο 30.Ο 62.Ο 12.Ο 20.Ο 35.Ο Ο 40.Ο 25.Ο 32.Ο 42.Ο Ο Ο 27.Ο 36.Ο 38.Ο 46.Ο 26.Ο 28.Ο Ο 42.Ο 46.Ο 28.Ο 31.Ο 30.Ο Ο 40.Ο Ο Ο Ο 29.Ο 27.Ο!Μαρούλι. Ευβοιας 38.Ο Ο!Σολωμός Κορι.ν- 8.0 IS8.0JS lθιας 38.Ο J Ο 28.Ο 27.5 IΑι.δηψός Ευβοιας 12.Ο 121. οιs ΠΑΡΑΜΕΝΟΥΣΑ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ Μεθοδολοyια δοκι.uών Ο προσδι.ορι.σμός τ:ι.ιν χαρακτ:ηρι.στ:ι.κών παραμtνουσας δι.ατ:μητ:ι.κj1ς αντ:οχj1ς τ:ι.ιν εδαφών ειναι. δυνατ:ό να γινει. γρj1γορα και. αξι.όπι.στ:α με τ:η συσκευj1 δακτ:υλι.οει. δούς δι.άτ:μησης (Bromhead, 1979), που τ:α τ:ελευτ:αια χρόνι.α tχει. ευρεια εφαρμογj1 στ:ον δι.εθνj1 χώρο και. χρησι.μοποι.ήθηκε γι.α πρώτ:η φορά στ:η χώρα μας από τ.ο ΚΕΔΕ. Στ:η συσκευj1 αυτ:j1 tνα αναζυμι.ιμtνο δειγμα εδάφους σχ11ματ:ος δακτ:υλιου πάχους 5 JΙΙJΙΙ, με εξι.ιτ:ερι.κj1 και. εσι.ιτ:ερι. κj1 δι.άμετ:ρο 100 mm και. 70 mm αντ:ιστ:οι.χα υφιστ:ατ:αι. δ~άτ:μηση μετ:αξι1 δύο πορωδών μετ:αλλι.κών πλακών, υπό στ:αθερό κάθε φορά ορθό φορτ:ιο. Η τ:αχύτ:ητ:α δι.άτ:μησης ει ναι. αρκετ:ά apyj1 ώστ:ε να αποφεύyετ:αι. η ανάπτ:υξη πι.tσει.ις πόρι.ιν στ:ο δοκιμι.ο τ:ο οποιο βρισκετ:αι. βυθι.σμtνο στ:ο νερό. οι. δοκι.μtς γι.α τ:ον προσδι.ορι.σμό τ:ης παραμ tνουσας γι.ινιας τ:ρι.βj1ς τ:ι.ιν μαργών που εξετ:άστ:ηκαν, εκτ:ελtστ:ηκαν στ:ην συσκευj1 δακτ:υλι.οει.δούς δι.άτ:μησης τ:ου Bromhead σε κατ:άλληλα αναζυμι.ιμtνα δειγματ:α και. σε υγρασια λιγο υψηλότ:ερη τ:ου οριου πλαστ.ι.κότ:ητ:άς τ:ους. Η τ:αχύτ:ητ:α δι.άτ:μησης J1τ:αν τ:ης τ:άξει.ις τ:ι.ιν Ό.036 mm/min. Κατ:ά τ:α δι.άφορα στ:άδι.α τ:ης δοκι.μj1ς τ:ο ενεργό ορθό φορτ:ιο κυμαι.νότ:αν γι.α όλα τ:α δοκιμι.α από 50 μtχρι. 400 kpa. 53

4 Αποτελέσματα δοκlμqν Από την εκτέλεση τ.ων δοκlμών ειναl δυνατός ο υπολογlσμός της παpαμένουσας -γι.ινιας τρlβ'1ς γlα κάθε ενεργό ορθό φορτιο, αν θεωρηθει ότl η συνοχf1 εl'ιαl μηδενlκ'1, γεγονός που συμβαινεl ~ην πράξη με τα αναζυμωμένα δειγματα καl που αντlπροσωπεύουν την ενεργοποιηση προuπαρχόντ.ων ζωνών δlάτμησης. οπως φαινεταl καl ~ον πινακα 1, τα δειγματα των μαργών παpαυσlάζουν τlμές γlα την παpαμένουσα -γι.ινια τρlβ'1ς από 9. 5 μέχρl 33. Η παpαμένουσα -γι.ινια τρlβ'1ς δεν ειναl σταθερf1, αλλά μεταβάλλεταl με το ενεργό ορθό φορτιο. ολα σχεδόν τα δειγματα παρουσlάζουν μlα π"cώση της nαpαμένουσας -γι.ινιας τρlβ'1ς με την αύξηση του ενεργού ορθού φορτιου (από 50 kpa σε 400 kpa), ενώ σαν χαpακτηρlστlκ'1 τlμ'1 λαμβάνεταl αυτf1 που αντlστοlχει σε ορθό φορτιο 150 kpa. Από τον πινακα φαινεταl επισης ότl ol μάργες που περlέχουν μεγαλύτερο ποσοστό caco 3 καl χαλαζια καl μlκρότερο ποσοστό αpγlλlκών ορυκτών παρουσlάζουν γενlκά υψηλότερες τlμές παpαμένουσας -γι.ινιας τρlβf1ς, ενώ δειγματα με υψηλότερα όρlα Atterberg έχουν γενlκά μlκρότερες τlμές παpαμένουσας γωνιας τρlβj1ς. Η επιη~η τ.ων χαpακτηρl~lκών αυτών ~ην παpαμένουσα -γι.ινια τρlβ'1ς καl ol μεταξύ τους σχέσεlς αναφέρονταl παpακάτ.ω. ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΚΒΣ ΣΥΣΤΑΣΒΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΒΡΙΣΤΙΚΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΠΑΡΑΜΕΝΟΥΣΑ ΓΩΝΙΑ ΤΡΙΒΗΣ ποσοστό ανθpακlκού ασβε~ιου καl χαλαζια OL τlμές της παpαμένουσας γωνιας τρlβ'1ς φ'r γlα ενεργό ορθό φορτιο 150 kpa έχουν απεlκονlσθει σε σχέση με το ποσοστό του caco 3 στο Σχf1μα 1. οπως φαινεταl από το σχj1μα αυτό, υπάρχεl μlα γραμμlκ'1 σχέση μεταξύ. τ.ων δύο αυτών παpαμέτρων, δηλαδ'1 κάθε αύξηση του caco 3 οδηγει όε ανάλογη αύξηση της παpαμένουσα.ς γωνιρς τρlβf1ς τ.ων μαργών. Β Lσχύουσα γραμμlκ'1 σχέση ειναl: tan φ'r = Ό.007 (Caco 3 ) (συντελεστf1ς συσχέτlσης, r = 0.80) (1) Αν ληφθει υπόψη το συνολlκό ποσοστό caco 3 καl sio 2, τότ ε λαμβάνεταl μlα παρόμοlα γραμμlκ'1 σχέση μ ε ελαφρά καλύτε ρο συντελε~'1 συσχέτlσης (Σχ. 2) tan φ'r = (Caco 3 + sio 2 ) (r = 0. 85) (2) ,; 0.1. c ισ tanlf),. =0.007 ( CaC03) r = Σχf1μα 1. Figure 1. ΣυσχέτLση ποσοστού caco 3 καl φ'r Relationship between caco 3 and φ'r 54

5 '~ -; o.,-+-~~~--1~~~~-+::.~:..._~~1--~~~-t-~~~---1 tani=0.006( CaC0 3 + Si0 2 )+0.13' r= 0.85 o.i-~~----1~--====f======~====~~=======1 ο 20 'ο 60 ao 100 CaC0 3 + Si0 2 1 /e) Σχήμα 2. Figure 2. Σχtση μετ.οξύ ποσοστ:ού (Caco 3 +sio 2 ) καl φ'r correlation between (Caco 3 +sio 2 ) content and φ'r Η σημαντ.lκή πτώση της παραμένουσας '{ι..ινlας τ.ρlβής, με τ.η μειωση του ποσοστ:ού τ.ου ανθpaκlκού ασβεστ:lου καl του χαλαζlα UJν μαργών, οφεlλετ.αl στ:ην αντlστ:οlχη μεlωση UJν κοκκωδών ορυκτών που γενlκά tχουν υψηλές τ.lμtς VιJνLας τ.ρlβής κql στ.ην αντlστ.οlχη αύξηση των πλακωδών αργlλlκών ορυκτών που παρουσlάζουν χαμηλές τlμές (Lupini et al., 1981). Μόνο εδάφη που περlέχουν υψηλό ποσοστ;ό χαλαζlακού υλlκού που οφεlλεταl στ:ην παρουσιa δlατομlτών tχουν υψηλές τlμtς ορlων Atterberg καl χαμηλtς VιJνLες παραμtνουσας δlατ.μητ.lκής αντ.οχής. Ποσοστ;ό αρylλlκών ορυκτών Με βάση τ.ο συνολlκό ποσοστ:ό UJν αργlλlκών ορυκτών που προσδlορlστ:ηκε στ:α δεlγματ.α των μαργών καl τ.lς αντlστ:οlχες τ.lμές τ.ης παραμένουσας VιJνLας τρlβής εlναl δυνατ.ή η συσχέτ.lση UJν δύο αυτών χαρακτ.ηρlστ.lκών όπως φαινεταl στ:ο Σχ. 3. ΓενLκά παρατηρειτ.αl πτ.ώση τ.ης παραμένουσας '{ι..ινtας τρlβής με τ.ην αύξηση του ποσοστ;ού των αpγlλlκών ορυκτών (CM) που ακολουθεl τ.η γραμμlκή σχέση : tan φ'r = (CM) (r = Ο.87) (3) Β δυσμενής αυτ.ή επιπτ.ωση των αpγlλlκών ορυκτών στ:ην παραμένουσα VιJνLα τρlβής των μαρyών εξηγεlτ.αl, όπως αναφέρθηκε προηγούμενα, από τ.η δραστ.lκή μειωση τ.ης αντιστ.ασης τ.ρlβής καl τ.η δlευκόλυνση τ.ης μετ.ακινησης, με τον επαναπροσανατολlσμό των πλακωδών αpγlλlκών ορυκτών. Από τ.α αpγlλlκά ορυκτά ο μοντμορlλλονιτ.ης εlναl αυτ.ός που παρουσlάζεl τ.η μlκρότερη αντιστ.αση τ.ρlβής (παραμένουσα yωνια τplβής 5-9 ), καl έχεl τη μεγαλύτερη εnlπτ.ωση στ.ην παραμένουσα VιJνLας τplβής των μαpγών. Στην παρούσα έρευνα, αν καl προσδlορlστ:ηκε ο τ.ύπος των αργlλlκών ορυκτών των μαργών που μελετ.ήθηκαν, ήτ.αν αδύνατη η εξέτ.αση της επιπτ.ωσης κάθε δlαφορετ.lκού αργlλlκού ορυκτού στ.ην παραμένουσα VιJνLα τρlβής λό'{ι..ι τ.ου μlκρού στ.ατ.lστ.lκού δεlγματος. Ποσοστ;ό αρylλlκού κλάηlατ.ος (% < JDJD) οπως έχεl δlαπlστωθει από πολλούς ερευνητ.ές (Lupini et al ; Hawkins. and Privett 1985; Skempton 1985), η συσχέτlση των αποτ.ελεσμάujν των δοκlμών τ.αξlνομήσεως, όπως εlναl το ποσοστ;ό του αργlλlκού κλάσματ.ος ή τ.α όρlα Atterberg, με τ.ην παραμένουσα VιJνLα τ.ρlβής δlαφορετ.lκών τ.ύπων εδαφών ειναl σχεδόν αδύνατ.η ή οδηγει συχνά σε παραπλανητ.lκά συμπεράσματ.α. <>μως γlα εδάφη με υψηλές τ.lμές αpγlλlκού κλάcη~ατος (μεγαλύτερου του 45% περιπου) ή γlα συγκεκρlμέ- 55

6 ο.aτ-----τ r-----τ ~ c:: ~ o.,τ-~~~~~+-~~~~~::ιi-..oc--~~~~+-~~~~ J tanφ'r-:& (CM) iι Γ :aq '0 δο 80 Αργιλιχά ορυχτά!cm),/. Σχ!1μα 3. Συσχtτ:ι..ση ποσοστ:οl) αργι..λι..κών ορυκτ:.ών (CM) και.. φ' r Figure 3. Relationship of clay minerals content (CM) and φ'r Ο.δ L. '9- i ο.ι ~ ι 4.,. ο ο Σχ!1μα 4. Figure ι.ο 50 Αργιλιχό χλάομα. (< 2μ~/.) Σχtση μετ:αξl) αργι..λι..κοl) κλάσματ:ος και.. φ'r correlation between clay-sized fraction and φ'r νους σχηματ:ι..σμοl)ς (η.χ. μάpγες Βρακλειου: Tsia1\lbaoς, 1991) ειναι.. δυνατ:ός ο συσχε~ι..σμός τ:ου αργι..λι..κοl) κλάσματ:ος και.. τ:ης παραμtνοuσας γωνιας τ:ρι..β1'ς. Από τ:ην nαροl)σα όμως tρευνα δεν φαινετ:αι.. ότ:ι.. μπορει να προκtlψει.. κdποι..α dμεση συσχtτ:ι..ση τ:ων χαρακτ:ηρι..στ:ι..κών αυτ:.ών γι.ο τ:ους δι..αφορετ:ι..κοl)ς τ:ι)nους μαργών τ:ου Ελληνι..κοl) χώρου (Σχ. 4). Αυτ:ό οφειλετ:αι.., όπως τ:ονιστ:ηκε και.. προηγοl) μενα, στ:ο γεγονός ότ:ι.. στ:ο ποσοστ:ό τ:ου αργι..λι..κοl) κλάσματ:ος τ:ων μαργών συμπερι.. λαμβdνετ:αι.. εκτ:ός τ:ων πραγματ:ι..κών αργι..λι..κών ορυκτ:.ών και.. κdποι..ο κυμαι..νόμενο ποσοστ:ό μι..κροκρυστ:αλλι..κοtl, ανθρακι..κοl) ασβεστ:ιου και.. χαλαζια, που "αντ:αγωνιζοντ:αι.." τ:α αργι..λι..κd ορυκτ:d, τ:εινοντ:ας να αυξ!1~ουν τ:ην nαραμtνουσα γωνια τ:ρι..β11ς. Ορι..α Atterberq οπως αναμtνετ:αι.. τ:α όρι..α Atterber9 τ:ων εδοφι..κών σχηματ:ι..σμών εξαρτ:.ώντ:αι.. dμεσα από τ:ο ειδος και.. τ:ο ποσοστ:ό τ:ων αργι..λι..κών και.. μη ορυκτ:.ών τ:ους. Ει..δι..κώτ:ερα γι..α τ:ι..ς μάpγες. δι..αφόρων περι..οχών ειναι.. δυνατ:ός ο συσχετ:ι..σμός τ:ου ποσο- 56

7 ι.. 'g. -; ο.ι. Q.2 tanφ'r = Wι r = Ο.7ι. ο 20 Σχήμα 5. Figure ι.ο Wι ΣvσχtτLση οριου υδαρότητας WL καl φ ' r Correlation betveen liquid limit WL and φ'r ().8 ι.. ' 9' 0.6 -; ο.ι. 0.2 tanφ, Ip r =0.68 ο ι.ο Ιρ Σχήμα 6. Figure 6. ΣvσχtτLση δεικτη πλ~lκότητας ΙΡ καl φ'r Relationship of plasticity index ΙΡ and φ'r ~otl του ανθρακlκοtl ασβε~ιου που περltχουν με τα όρlα Atterberg (Buergo et al., 1987). Συνεπώς, τα όρlα Atterberg επηρεάζουν καl την παραμtνουσο -γωνια ~Lβής. ΓLα τlς μάργες που μελετήθηκαν προtκuψαν OL παρακάτω γραμμlκt ς σχtσεlς μεταξtl των οριων Atterberg (οριου υδαρότητας, wl καl δεικτη πλ~lκότητας, Ip) καl της παραμtνοvσας -γωνιας τρlβής τους (Σχήματα 5 καl 6) tan φ ' r WL (r 0.74) (4) ΚαL tan φ'r = ΙΡ (r = 0.68) (5) Σημει.ώνεταL ότl ol παραπάνω συσχετισεlς Lσχtlουν γlα τlς μάργες εκεινες που το όρlο υδαρότητας ειναl μlκρ<)τερο από 60 aφotl γlα υψηλότερες τlμtς αυτοtl παρατηρήθηκε μlα μεγάλη δlασπορά των τlμών της παραμtνουσος -γωνιας τρlβής. OL αυξημtνες τlμtς των οριων Atterberg ~Lς περlπ"cώσεlς αυτtς μπορει να οφειλονταl ~η συμμετοχή ~η σtl~αση των μαργών οργανlκής tlλης ή δlατομl'cών. 57

8 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ OL μάργες τ.ων δlαφόρων περlοχών της Ελλάδας που εξετάστηκαν περlέχουν σαν αpγlλlκά ορυκτά κυριως ι..λλιτη, χλwριτη, μοντpορlλλονιτη καl καολlνιτη, ενώ τα κυρlώτερα μη αpγlλlκά ορυκτά ειναl ασβε~ιτης καl χαλαζιας. Το ποσοστό καl το ειδος τ.ων ορυκτ:ών αυτ:ών επηρεάζουν άμεσα τα όρlα Atterberq καl τα χαρακτηρlστlκά παραμένουσας δlατμητlκής αντοχής τ.ων μαpγών αυτ:ών. Κάθε αύξηση του ανθρακlκού ασβε~ιου καl χαλαζια τ.ων μαργών καl αντι ~οlχα μειωση τ.ων αργlλlκών τους ορυκτ:ών έχεl σαν επιπτωση τ.ων αύξηση της παραμένουσας γωνιας τρlβής, ενώ αντι~οlχη αύξηση τ.ωy οριων Atterberq επlφέρεl μειωση της παραμένουσας γωνιας τρlβής. ολες αυτές OL συσχετισεlς ειναl δυνατό να εκφρασθούν μαθηματlκά σαν απλές γραμμlκές σχέσεlς. Αντιθετα, το ποσ~ό του αρylλlκού κλάσματος, όπως προσδlοριζεταl με την κοκκομετρlκή ανάλυση, δεν ειναl δυνατό να συσχετlσθει με την παραμένουσα γωνια τρlβής λό-γω της συσσwμάτ.ωσης του λεπτόκοκκου υλlκού ή καl της συμμετοχής ~ο λεπτόκοκκο κλάσμα κρυπτοκρυ~αλλlκού ασβε~ιτη καl χαλαζια. ΕπεLδή τα προβλήματα αστ.άθεlας μαρyαlκών πρανών σχετιζονταl πολλές φορές με ζώνες τεκτονlσμού, λεπτές ενστρώσεlς περlσσότερο αpγlλlκών μελών ή καl ακόμη επlφάνεlες παλlών κατολlσθήσεων, η μελέτη τ.ων χαρακτηρl~lκών της παραμένουσας δlατμητlκής αντοχής τ.ων μαpyών αυτ:ών καl LδLαιτερα δεlγμάτων από τlς ζώνες που μπορει να παρουσlάζουν μεlωμένες τlμές ειναl πολύ μεγάλης σημασιας. ΕτσL ο εντοπlσμός δεlγμάτων με υψηλές τlμές οριων Atterberq (WL καl ΙΡ μεγαλύτερα του 50 καl 30 αντι~οlχα) θα πρέπεl να οδηyει στον προσδlοplσμό του ποσ~ού του caco 3 καl ~η συνέχεlα OL τlμές της παραμένουσας yωνιας τρlβής, όπως εκτlμούνiαl από τlς προτεlνόμενες συσχετισεlς, να συγκρινονταl καl εnlβεβαlώνονταl με την εκτέλεση δοκlμών δακτυλlοεlδούς δlάτpησης. [1] Barth T.F.W., Correns, c.w. and Eskola, Ρ. (1939). Die Entstehunq der Gesteine, Sprinqer, Berlin, Ger:many, 422 p. [2] Bromhead, Ε.Ν. (1979). "Α simple rinq shear apparatus", Ground Enq., vol. 12, Νο 5, pp [3] Hawkins, Α. Β., and Privett. K.D. (1985). "Measurement and use of residual shear strenqth of cohesive soils'', Ground Enq., Vol.18, Νο 8, pp [4] Buerqo. P.J., Christoulas, S.G. and Tsiambaos, G.K. (1987). " So~ qeotechnical aspects of Iraklion marls", Bull. Assoc. Enq. Geol., 24(1): [5] Lupini, J.F., Skinner, Α.Ε. and Vauqhan, P.R. (1981). "The drained residual strenqth of cohesive soils", Geotechnique, Vol. 31, Νο 2, pp [6] Pettijohn, F. (1975). Sedimentary Rocks, Barper and Row, New York, 526 p. [7] Skempton, A.W. (1985). "Residual strenqth of clays in landislides, folded strata and the laboratory", Geotechnique, Vol. 35, Νο 1, pp [8] ΤσLαμπάος, Γ. (1988). ΤεχνLκοyεωλοyLκοι χαρακτήρες τ.ων μαργών Ηρακλειου Κρήτης, ΔLδακτορLκή δlατρlβή, παν/μlο Πατρών, 358 σελ. [9] Tsiambaos, G. (1991). "Correlation of mineraloqy and index properties with residual strenqth of Iraklion marls", Enqineerinq Geoloqy, Elsevier science Publ., Amsterdam, Vol. 30, pp